В недавно опубликованной статье в Nature Nanotechnology описывается новый подход на основе наночастиц, предназначенный для удаления вредных белков, вызывающих заболевания. Расширяя спектр белков, на которые можно воздействовать терапевтическими методами, эта технология открывает новые возможности для лечения таких заболеваний, как деменция и рак мозга, которые до сих пор было трудно поддаются терапии.

Работой руководил профессор кафедры наномедицины Бинъян Ши из Сиднейского технологического университета (UTS) в сотрудничестве с профессором Кам Леонгом из Колумбийского университета и профессором Мэн Чжэном из Хэнаньского университета.

«Белки необходимы практически для всех функций организма, но когда они мутируют, неправильно сворачиваются, вырабатываются в избытке или накапливаются в неподходящих местах, они могут нарушать нормальные клеточные процессы и вызывать заболевания», — говорит профессор Ши.

«Многие заболевания, в том числе рак, деменция и аутоиммунные расстройства, вызваны аномальными белками, а некоторые из них имеют такую форму или ведут себя так, что становятся особенно устойчивыми к медикаментозному лечению».

Создание наночастиц для воздействия на белки

Чтобы решить эти проблемы, исследователи создали новый тип наночастиц, которые называются химерами, опосредованными наночастицами (NPTAC). Эти частицы распознают определённые белки, связанные с заболеваниями, и способствуют их расщеплению в организме.

В статье Nature Nanotechnology рассказывается о том, как работает эта технология, и описываются возможности её применения в медицине. Об оригинальных экспериментальных результатах команды также сообщалось в Nature Nanotechnology в октябре 2024 года.

«Мы разработали эффективный и гибкий метод, позволяющий направлять болезнетворные белки, как внутри клетки, так и за её пределами, в естественную систему переработки организма, где они могут расщепляться и выводиться», — сказал профессор Ши.

В последние годы резко возрос интерес к целенаправленной деградации белков, что сделало эту область одной из самых быстрорастущих в сфере биотехнологий. Такие компании, как Arvinas, привлекли инвестиции на сумму более 1 миллиарда долларов США и установили прочные партнёрские отношения с фармацевтическими фирмами, включая Pfizer, Bayer и Roche.

Несмотря на этот прогресс, существующие технологии расщепления белков имеют ряд существенных ограничений. Такие проблемы, как недостаточное проникновение в ткани, непреднамеренное взаимодействие с другими белками и сложность химического состава, замедляют их применение, особенно при лечении заболеваний головного мозга и солидных опухолей.

«Наша стратегия на основе наночастиц позволяет преодолеть эти препятствия», — сказал профессор Ши.

Ключевые преимущества и первые результаты

Исследователи выделяют несколько ключевых преимуществ платформы NPTAC:

• Обеспечение деградации как внутри-, так и внеклеточных белков
• Нацеливание на ткани и заболевания, в том числе через гематоэнцефалический барьер
• Модульность "Подключи и играй", обеспечивающая быструю адаптацию к различным белковым мишеням
• Масштабируемость и клиническая применимость; использование одобренных FDA наноматериалов и проверенных промышленностью стратегий синтеза
• Многофункциональная интеграция, может сочетаться с диагностическими или терапевтическими возможностями.

Препараты NPTAC, защищенные многочисленными международными патентами, уже продемонстрировали высокие результаты в доклинических исследованиях против ключевых мишеней, таких как EGFR (белок, который часто способствует росту опухоли) и PD-L1 (белок, который помогает раковым клеткам избегать воздействия иммунной системы).

«Этот прогресс открывает новые возможности для применения в онкологии, неврологии и иммунологии. Он меняет наше представление о наночастицах — не только как о средствах доставки, но и как об активных терапевтических агентах», — сказал профессор Ши.

Ожидается, что к 2030 году объём рынка таргетной деградации белков превысит 10 миллиардов долларов США. NPTAC представляют собой мощную платформу для следующего поколения интеллектуальных и точных методов лечения.

«Сейчас мы ищем стратегических партнёров в отрасли, чтобы ускорить клинические разработки, подачу заявок на получение лицензий в различных терапевтических областях и подготовиться к получению разрешения регулирующих органов», — сказал он.